智能一体化解决方案

引言

站用电源是变电站安全运行的基础,随着����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变电站综自化程度的越来越高以及大量无人值����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������班站投运,相应提高站用电源整体的设计����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������、运行、管理水平具有非常重要意义。近年来����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,高中压开关电器、综自系统在电力系统受到����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������高度重视,变电站综合技术与智����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能化水平得到了极大的提升。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������然而,针对站用电源的技术研究与产����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������品创新却相对滞后,传统站用电源设计方����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������案已难以适应新型变电站的发展需要。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������随着中国大力推进坚强智能电网的建设步伐,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������智能变电站已成为新一代变电站的发展趋势。同����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������时,基于DL/T 860(����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������IEC61850)的智能变电站/数字化站用����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������一体化电源系统应运而生,站用电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源系统逐步向统一的数字化、程序化、智能化的����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������方向发展。

传统站用电源现存问题

传统变电站站用电源分为交流系统、直����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������流系统、UPS 、通信电源系统����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������等,各子系统采用分散设计,独立组����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������屏,设备由不同的供应商生产、安装、调试,供电系统����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������也分配不同的专业人员进行管理。站用电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源的分散设计与管理,这种模式运行下的各种电源子����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������系统存在诸多问题:

(1)站用电源自动化程度不高。由不同供应商提����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������供的各子系统通信规约一般不兼容,难以实现网络化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������管理,自动化程度低,缺乏统����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������一的系统管理平台����� ������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������Ƴ�������,制约了管理的提升。����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������

(2)经济性较差。由不同����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������供应商分别设计各个子系统,站用电源资源不能综合考����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������虑,造成配置重复,使一次投资显著增加。

(3)安装、服务协调较难。各个供应����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������商由于利益的差异使安装、服务协调困难,站用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电源一旦出现故障需要向多个厂家����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������进行协调,造成沟通困难与效率低下。

(4)运行维护不方便。站用电源分配不同专业人员����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������进行管理,人力资源不能总体调配,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������通信电源、UPS等也没有纳入变电站的巡检范围,可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������靠性得不到保障。

交直流一体化电源的优势特点

站用交直流一体化电源系统是指:将����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������站用交流电源、直流操作电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源、电力专用UPS、逆变电源、通信电源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������统一设计,监控、生产、调试、服����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������务,通过统一监控、信息共享,实现站用电源安全����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������化、网络化、智能化和一体化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。

站用交直流一体化电源系统, 它的优势和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������特点主要表现在以下几个方面。

(1)实现站用电源网络化、智能化,一����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������体化程度更高
实现在一个平台上对整个站用电源的各种电源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������子系统进行监控和分析,解����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������决由不同供应商提供的各独立电源通信规����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������约兼容等问题,提高系统网络化、智能化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������程度。

(2)站用电源更加安全可靠
一次、二次设备均采用成熟可����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������靠技术,其本身技术风险较低且可����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控,通过一体设计可以有效避免站����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������用电源的安全隐患。

(3)提高站用电源管理水平
����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������由一家厂家提供所有电源的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������设计、生产、安装、服务,一揽子解决����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������所有站用电源问题,可以减少采购、协����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������调、沟通成本,提供电力电源的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������整体管理水平。

交直流一体化电源的解决方案

交直流一体化电源系统采用分层分布架构,将站用交流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������电源、直流操作电源、电力专用U����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������PS与电力专用逆变电源(INV)、通����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������信用直流变换电源(DC/DC)等设备按一体化设����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������计、一体化配置,通过统一的����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������智能网络平台,实现变电站电源的集中供电和统一监控����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������管理,进而实现在线的状态检测。其运行工����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������况和信息数据能通过一体化监控装置展示并转换����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������为标准模型数据,以标准DL/����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������T 860(IEC61850)����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������格式接入当地自动化系统的站����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控层交换机,并上传至远方控制中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������心。

(1)站用交流电源

站用交流电源由自动转换开关ATS、����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������进线塑壳开关、电流互感器、智能电量仪����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������表、馈线断路器、开关量采集模块����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等组成。实现由站用电交流输出到整流模块的电源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������分配和保护,从根本上保证了电源的安全可靠切����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������换。

(交流电源监控用于实时监测二路交流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������进线和各交流配电单元的运行参数,并通过RS-����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������485 接口传送给系统的一体化监����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������控装置统一处理。

(2)直流操作电源

直流操作电源是在站用交流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电源正常和事故状态下都能保����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������持可靠供电给变电站内所有控制负荷和各类动����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������力负荷的电源����� ������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������Ƴ�������。直流操作电源系统����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������由交流配电单元、高频整流模块、蓄电池组、母线调����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������压装置、绝缘监测装置、电池����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������巡检装置和直流电源监控模块等部分组����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������成。

直流操作电源的配置提供以����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������下三种方案:
a) 一组蓄电池、一组充电装置����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������、单母线接线;适用于35kV 及以下的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变电站。
b) 一组蓄电池、一组充电装置����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������、单母线分段接线;适用于110k����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������V 的变电站。
c) 二组蓄电池、二组充电装置、两段单母线接线����� �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������;适用于重要的110kV 变电站和220����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������kV 及以上的变电站。

(3)交流不间断电源

电力专用交流不间断电源包括电力专用UPS ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和INV 两类,均不配置独����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������立蓄电池组,与直流电源共����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������用蓄电池组,作为直流系统的负荷之一。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������其中电力专用INV电源一般为“����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������后备”运行模式,主要为变电站的事故����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������照明等对电源的质量要求不高的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������负荷供电。电力专用UPS它区别于INV ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������的地方是增加了整流器,正常运行为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������“在线”模式,主要为变电站的计算机监����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控等对电源质量要求很高的重����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������要负荷供电。

(4)DC-DC 通信电源

DC-DC 通信电源直接采用直流220����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������V或110V电源输入,利用DC����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������/DC电源变换装置代替原专业48 V通信电源,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������它与直流操作电源的充电装置和����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������蓄电池组相配合,为电站的通信设备提供����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电源。通信用DC/DC电源的各项������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ��������� �������Ƴ�������性能指标满����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������足通信电源技术标准要求,并满足电力控制电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������源技术标准的要求,为电站的交����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������换机等通信设备提供可靠的直流工作电源。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������

(5)配电单元

配电单元是将交流或直流电源通过负荷开����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������关送至各用电设备的馈线单元,交直流一体化电源����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������系统配电单元按功能可分为交流配电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������单元、直流操作电源配电单元和DC/DC通信����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������电源配电单元。配电单元的监控是����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������采用通用的硬件方案,实时监测一����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������体化电源系统各配电单元的运行参数����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,并通过RS-485 接口传送给����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电源系统的监控装置统一处理。

(6)一体化电源监控

一体化电源监控装置通过RS-485串口对高����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������频整流模块、电池巡检装置、绝缘����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������监测装置、电力专用UPS和I����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������NV、DC/DC通信电源、智能电量仪表和开关量����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������模块等智能设备实施数据采����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������集,并进行显示;亦可根据系统的各种设置数据����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������进行报警处理、历史数据管理等;同时,能对这些处����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������理的结果加以判断,根据不同的情况实����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������行站用电和电池管理,输出控制等操作;通过以����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������太网接口,将系统运行状态、主要数据����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������等信息通过DL/T680(IEC61850)����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������规约与变电站的综合自动化系统连接,实现����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������一体化电源系统的“四遥”功能。����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������

应用实例

变电站交直流一体化电源系统通过对站用电源一体化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������设计和组屏生产,对传统站用电源进行了资源����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������和结构的优化,实����� �������Ƴ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ��������������现了系统的协调联动、远程控制等功能����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,减少了运维人员和工作量,提高了����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������工作效率和运营管理水平。随着数字化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������变电站相继建设投产及全国智能变电站试点项����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������目的建设,一体化电源系统正在逐步替代传统变����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������电站站用电源建设及管理的模式,其技术先进,维����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������护方便,运行安全可靠,具有良����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������好的发展前景。